混凝土外加剂安全生产浅析

耿宁宁1  雷亮2  金惠芳3

陕西中立元有限公司  陕西西安  710000

摘要：混凝土外加剂在混凝土中的应用非常广泛，已成为混凝土中必不可少的组份。我国混凝土外加剂在生产技术突飞猛进的同时，也出现了各类生产安全问题。有些企业为了高度追求经济效益，降低生产成本、削减安全设施经费投入，导致安全生产事故频发。

关键词：混凝土外加剂、安全生产、危险性分析

一、政策背景

《产业结构调整指导目录（2019年本）》由鼓励、限制和淘汰三类组成。其中鼓励类主要是对经济社会发展有重要促进作用，有利于节约资源、保护环境、产业结构优化升级，需要采取政策措施予以鼓励和支持的关键技术、装备及产品。混凝土外加剂项目符合国家《产业结构调整指导目录（2019年本）》“鼓励类”产业中第二十三项“铁路”中第十二条“混凝土结构物修补和提高耐久性技术、材料开发”中的相关内容。

《关于推广应用高性能混凝土的若干意见》“主要目标”为：通过完善高性能混凝土推广应用政策和相关标准，建立高性能混凝土推广应用工作机制，优化混凝土产品结构，到“十三五”末，高性能混凝土得到普遍应用。具体目标第四条为：加强全过程控制，提高混凝土工程质量。加强原材料标准化建设，从源头控制并提升质量，提高混凝土生产过程的信息化水平，加快发展混凝土预制件，推广精细化施工和先进施工工艺。“工作任务”中提出：推动混凝土产业转型升级。规范行业准入，推进清洁生产。

二、国内混凝土外加剂行业安全生产现状分析

目前国内市场所使用的混凝土外加剂主要以萘系减水剂和聚羧酸系减水剂为主。萘系高效减水剂在生产中，酸碱中和过程会产生硫酸钠，萘系高效减水剂生产的原料有工业萘、硫酸和甲醛等，污染环境而且这种减水剂对水泥适应性也不太好，因此随着科学技术的发展，萘系高效减水剂有可能被新的产品逐步替代。聚羧酸系减水剂是作为继蒸系、密胺系、脂肪族系和氨基磺酸盐系减水剂之后研制生产成功的新型高效减水剂。

混凝土外加剂生产企业属于精细化工生产企业，其中聚羧酸系减水剂生产中使用的原辅料较多，很多都属于《危险化学品目录》中的危险化学品，比如：丙烯酸、双氧水、亚硝酸钠、硫酸钠、硫酸、过硫酸铵、三氯化铝、亚硝酸钙、二乙醇胺、苯酚钠、乙醇胺、硝酸钙、硝酸钠、氮气、液碱（氢氧化钠）等。生产工艺可能涉及常压聚合、中和、复配等工艺过程。生产设备可能使用各类反应釜、搅拌釜、物料罐等，其中部分反应釜带有一定的压力，属于压力容器。各类原辅料、设备在生产过程中可能因人员操作不当、失误等因素导致生产事故的发生。

2.1物料危险性分析

1.生产过程中使用的原辅料具有易燃易爆、有毒有害、腐蚀等危险性。这些易燃易爆物质与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸，与氧化剂接触发生化学反应或引起燃烧。如果物料控制不当或密闭系统的安全设置达不到技术要求等情况导致温度或压力升高，或者操作时工艺参数控制不严，可燃物有可能达到爆炸极限发生爆炸。化学毒物普遍存在于整个生产工艺过程中，泄漏扩散后操作人员接触，可能造成人员中毒，大量泄漏蒸发可能造成人员窒息。此外，部分原料具有腐蚀性，可能造成人员化学灼伤。

2.存储的危险化学品数量若超过《危险化学品重大危险源辨识》中规定的临界量，则可能构成重大危险源。

2.2工艺危险特点

1.聚合原料具有自聚和燃爆危险性；

2.如果反应过程中热量不能及时移出，随物料温度上升，发生裂解和爆聚，所产生的热量使裂解和爆聚过程进一步加剧，进而引发反应器爆炸；

3.部分聚合助剂危险性较大。

2.3 工艺装置危险性分析

1.生产过程中可能采取常压聚合、中和、酯化等工艺，这些生产工艺可能采用蒸汽进行升温。升温使合成釜内温度升高，并引发聚合反应，当聚合、酯化反应产生足够的热量后，要停止蒸汽升温。若反应过程中蒸汽温度过高，合成釜中热量积聚，可能会产生物质暴聚，进而引发爆炸事故发生；若温度过低会导致聚合反应缓慢或停滞，影响反应速度和产品质量。

2.聚合反应属放热反应，若反应热不能及时移出，随着物料温度的上升，可能发生爆聚，所产生的热量使爆聚过程进一步加剧，进而可能引发爆炸事故。同时，聚合物分子量高、黏度大，聚合反应热不易导出，一旦遇到停水、停电、搅拌故障时，容易挂壁和堵塞，造成局部过热或反应釜飞温，发生爆炸。

3.自动化安全控制系统若不能实现对合成釜内的温度、压力、搅拌速率、引发剂流量等进行重点监控，可能发生火灾、爆炸等事故。若未设置合成釜的温度、压力报警和联锁，搅拌的稳定控制和联锁系统、紧急切断动力系统等自动化报警和联锁系统，一旦发生反应失控，无法及时有效的停止反应，可造成火灾、爆炸等事故。

3.生产工艺过程中使用风机、泵、搅拌釜/罐、混合剂、造粒机等多种动力机械设备，设备的转动、传动部位若无防护罩等安全防护措施，可能造成人员的绞伤、卷入等机械伤害。各类设备、开关、照明灯电气设备较多，操作不当或检维修过程中可能发生触电事故。

4.生产过程中使用的合成釜、压缩空气储罐、氮气瓶等属于承压设备，这些设备在生产中长期承受压力，且受到介质的腐蚀性或高温流体的冲刷磨损，以及操作压力、温度波动的影响，在使用过程中会产生缺陷，压力容器、气瓶、安全附件未根据检验周期定期进行检验、防腐、维保，均可能发生容器爆炸。

2.4停电、停水、停风、停蒸汽等异常工况下危险性分析

1.控制系统中的控制阀采用气动阀，若仪表供气系统停电或发生故障而导致系统供气停止，导致控制阀不动作，可能导致生产安全事故。

2.停电且备用电源未投用，可导致自动控制系统不动作、气体报警系统及应急照明停止工作等，可引发超压、容器爆炸、火灾、爆炸等事故，甚至造成事故扩大化。

3.停水导致循环水供应中断，若未采取其他措施可能造成高温设备超温、超压，造成生产安全事故。

4.若停供蒸汽，可能导致不能为反应提供热源，影响生产正常运行。

5.若冷冻水系统停供，不能及时带走反应热，反应温度无法准确控制，一方面将影响产品质量，还可能导致喷釜、火灾爆炸等事故。

三、促进混凝土外加剂安全生产对策措施

3.1严把安全生产准入关，提升安全生产能力

1.混凝土外加剂建设项目安全设施必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用。

2.对于混凝土外加剂类涉及精细化工生产工艺的，需要进行反应安全风险评估的，企业应当按照规定开展评估。

3.涉及“两重点一重大”，企业应按照《国家安全监管总局关于加强精细化工反应安全风险评估工作的指导意见》（安监总管三〔2017〕1号）的要求进行LOPA 定量分析及反应安全风险评估并确定SIL等级，据此设置安全仪表SIS系统。

4.混凝土外加剂企业应当全面建立制度健全、职责明晰、运行规范、有效的“双控”机制，建立“一图三清单”。

5.涉及“两重点一重大”生产装置、储存设施的混凝土外加剂企业新入职一线岗位从业人员必须具有化工专业或相关专业大专及以上学历。特种作业人员和特种设备作业人员应应当参加专门的安全技能培训，考试合格后持证上岗。

3.2加强自动化控制，提高本质安全

1.混凝土外加剂生产工艺系统应采用全流程DCS自动化控制系统。

2.反应釜等设备应设置用于泄压的门、防爆膜(片)、溢位槽、排空管等设施，并应设置压力表、温度计、超限自动切断等安全设施计超温超压报警、连锁保护装置，报警信号应送至控制室。

3.3加强安全培训，提高安全意识

1.设置安全生产管理机构或配备专职安全生产管理人员。

2.主要负责人和安全生产管理人员必须具备与本单位所从事的生产经营活动相适应的安全生产知识和管理能力。

3.对从业人员进行安全生产教育和培训，保证从业人员具备必要的安全生产知识，熟悉有关的安全生产规章制度和安全操作规程，掌握本岗位的安全操作技能，了解事故应急处理措施，知悉自身在安全生产方面的权利和义务。

3.4完善应急救援体系，提高应急救援能力

1.根据混凝土外加剂生产实际情况制定生产安全事故应急预案，配备应急救援人员和必要的应急救援器材、设备。

2.制定应急预案演练计划，根据混凝土外加剂生产中可能发生的事故风险特点，每年至少组织一次综合应急预案演练，每半年至少组织一次现场处置方案演练。应急预案演练结束后，应对应急预案演练效果进行评估，撰写应急预案演练评估报告，分析存在的问题，并对应急预案提出修订意见，对应急救援预案进行修订和不断完善。

结束语

利用自动化控制技术，改进传统生产工艺是我国混凝土外加剂生产技术提高的重要途径之一，也是我国混凝土外加剂生产企业发展的方向。

伴随着国家和社会对环境保护意识的不断提高，混凝土外加剂的安全生产也越来越受到生产企业的重视。外加剂生产企业也不断改善安全生产条件，提升本质安全水平，以此保障企业的安全生产效益。

参考文献：

[1]浅谈混凝土外加剂的发展和应用，吉小伟，《广东建材》，2011（7）

[2]2013年我国混凝土外加剂生产情况调查及分析，中国建材联合会混凝土外加剂分会秘书处，《中国建材报》，2014.8.4.

[3]李亮.浅谈混凝土外加剂的应用现状及发展[J].城市建设理论研究(电子版),2012.